La termodinámica es el campo de la física que se ocupa de la temperatura, el calor y, en última instancia, las transferencias de energía. Aunque las leyes de la termodinámica pueden ser un poco difíciles de seguir, la primera ley de la termodinámica es una relación simple entre el trabajo realizado, el calor agregado y el cambio en la energía interna de un sustancia. Si tiene que calcular un cambio de temperatura, es un proceso simple de restar la temperatura anterior de la nueva uno, o puede involucrar la primera ley, la cantidad de energía agregada como calor y la capacidad calorífica específica de la sustancia en pregunta.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Un simple cambio de temperatura se calcula restando la temperatura final de la temperatura inicial. Es posible que deba convertir de Fahrenheit a Celsius o viceversa, lo que puede hacer usando una fórmula o una calculadora en línea.
Cuando se trata de transferencia de calor, utilice esta fórmula: cambio de temperatura = Q / cm para calcular el cambio de temperatura a partir de una cantidad específica de calor añadido.
Q representa el calor agregado, C es la capacidad calorífica específica de la sustancia que está calentando y metro es la masa de la sustancia que estás calentando.¿Cuál es la diferencia entre calor y temperatura?
El trasfondo clave que necesita para un cálculo de temperatura es la diferencia entre calor y temperatura. La temperatura de una sustancia es algo con lo que está familiarizado en la vida cotidiana. Es la cantidad que mide con un termómetro. También sabe que los puntos de ebullición y fusión de las sustancias dependen de su temperatura. En realidad, la temperatura es una medida de la energía interna que tiene una sustancia, pero esa información no es importante para calcular el cambio de temperatura.
El calor es un poco diferente. Este es un término para la transferencia de energía a través de la radiación térmica. La primera ley de la termodinámica dice que el cambio de energía es igual a la suma del calor agregado y el trabajo realizado. En otras palabras, puedes darle más energía a algo calentándolo (transfiriéndole calor) o moviéndolo o removiéndolo físicamente (trabajando en él).
Cambio simple en los cálculos de temperatura
El cálculo de temperatura más simple que puede tener que hacer implica calcular la diferencia entre una temperatura inicial y final. Esto es facil. Restas la temperatura final de la temperatura inicial para encontrar la diferencia. Entonces, si algo comienza a 50 grados Celsius y termina a 75 grados C, entonces el cambio de temperatura es 75 grados C - 50 grados C = 25 grados C. Para descensos de temperatura, el resultado es negativo.
El mayor desafío para este tipo de cálculo ocurre cuando necesita hacer una conversión de temperatura. Ambas temperaturas deben ser Fahrenheit o Celsius. Si tiene uno de cada uno, convierta uno de ellos. Para cambiar de Fahrenheit a Celsius, reste 32 de la cantidad en Fahrenheit, multiplique el resultado por 5 y luego divídalo por 9. Para convertir de Celsius a Fahrenheit, primero multiplique la cantidad por 9, luego divídala por 5 y finalmente sume 32 al resultado. Alternativamente, simplemente use una calculadora en línea.
Cálculo del cambio de temperatura por transferencia de calor
Si tiene un problema más complicado relacionado con la transferencia de calor, calcular el cambio de temperatura es más difícil. La fórmula que necesita es:
Cambio de temperatura = Q / cm
Dónde Q se agrega el calor, C es la capacidad calorífica específica de la sustancia, y metro es la masa de la sustancia que estás calentando. El calor se expresa en julios (J), la capacidad calorífica específica es una cantidad en julios por kilogramo (o gramo) ° C y la masa está en kilogramos (kg) o gramos (g). El agua tiene una capacidad calorífica específica de poco menos de 4,2 J / g ° C, por lo que si aumenta la temperatura de 100 g de agua con 4200 J de calor, obtiene:
Cambio de temperatura = 4200 J ÷ (4,2 J / g ° C × 100 g) = 10 ° C
El agua aumenta de temperatura en 10 grados C. Lo único que debe recordar es que debe usar unidades consistentes para la masa. Si tiene una capacidad calorífica específica en J / g ° C, entonces necesita la masa de la sustancia en gramos. Si lo tiene en J / kg ° C, entonces necesita la masa de la sustancia en kilogramos.